Существует множество разновидностей и спецификаций станков с ЧПУ, а также методы классификации. Сегодня редактор поделится с вами полезной информацией о классификации станков с ЧПУ. Я надеюсь, что это будет полезно для вас.
1. Классификация по траектории управления движением станка.
1. Станки с ЧПУ с точечным управлением.
Точечное управление требует лишь точного позиционирования движущихся частей станка от одной точки к другой. Требования к траектории движения между точками не являются строгими. Во время движения никакая обработка не производится. Перемещение между каждой осью координат не имеет значения. Чтобы обеспечить быстрое и точное позиционирование, смещение между двумя точками обычно сначала перемещается быстро, а затем медленно приближается к точке позиционирования, чтобы обеспечить точность позиционирования. Как показано на рисунке ниже, это траектория движения точки управления.
картина
Станки с функциями точечного управления в основном включают в себя сверлильные станки с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ, штамповочные станки с ЧПУ и т. д. С развитием технологии ЧПУ и снижением цен на системы ЧПУ системы ЧПУ, используемые исключительно для точечного управления, больше не являются обычным явлением.
2. Станки с ЧПУ с линейным управлением.
Станки с ЧПУ с линейным управлением также называют станками с ЧПУ с параллельным управлением. Его особенность в том, что помимо контроля точного позиционирования между точками он также контролирует скорость движения и маршрут (траекторию) между двумя связанными точками. Однако его маршрут движения связан только с Оси координат станка движутся параллельно, что означает, что одновременно контролируется только одна ось координат (то есть нет необходимости в функции операции интерполяции в системе ЧПУ). В процессе переключения инструмент может резать с заданной скоростью подачи. Как правило, он может обрабатывать только прямоугольные и ступенчатые детали.
К станкам с функциями линейного управления в основном относятся относительно простые токарные станки с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ и шлифовальные станки с ЧПУ. Система ЧПУ этого станка также называется системой ЧПУ линейного управления. Точно так же станки с ЧПУ, используемые исключительно для линейного управления, встречаются редко.
3. Станки с ЧПУ с контурным управлением.
картина
Станки с ЧПУ с контурным управлением также называют станками с ЧПУ с непрерывным управлением. Его особенность управления заключается в том, что он может управлять перемещением и скоростью двух и более координат движения одновременно.
Чтобы удовлетворить требованиям, чтобы траектория относительного движения инструмента по контуру заготовки соответствовала контуру обработки заготовки, управление перемещением и управление скоростью каждого координатного движения должны быть точно скоординированы в соответствии с заданным пропорциональным соотношением.
Следовательно, в этом типе метода управления устройство числового управления должно иметь функцию интерполяции. Так называемая интерполяция заключается в описании формы прямой или дуги посредством математической обработки оператора интерполяции в системе ЧПУ на основе основных данных, введенных программой (таких как координаты конечной точки прямой линии, координаты конечной точки дуги и координату центра или радиус). , то есть при расчете выделять импульсы на каждый контроллер координатной оси в соответствии с результатами расчета, тем самым управляя перемещением рычажного механизма каждой координатной оси для соответствия требуемому контуру. В процессе движения инструмент непрерывно режет поверхность заготовки, и можно выполнять различные процессы. Обработка прямых линий, дуг и кривых.
К этому типу станков в основном относятся токарные станки с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ, станки для резки проволоки с ЧПУ и обрабатывающие центры. Соответствующее устройство ЧПУ называется системой ЧПУ контурного управления. По количеству управляемых им координатных осей рычажного механизма его можно разделить на следующие типы: форма:
(1) Двухосное соединение: в основном используется на токарных станках с ЧПУ для обработки вращающихся изогнутых поверхностей или на фрезерных станках с ЧПУ для обработки изогнутых цилиндрических поверхностей.
(2) Двухосная полурычажная связь: в основном используется для управления станками с более чем тремя осями. Две оси могут быть связаны, а другая ось может выполнять периодическую подачу.
(3) Трехосная связь: обычно делится на две категории: одна представляет собой связь трех линейных координатных осей X/Y/Z, которая в основном используется в фрезерных станках с ЧПУ, обрабатывающих центрах и т. д. Другой тип – это связь в Помимо одновременного управления двумя линейными координатами в X/Y/Z, он также одновременно управляет осью координат вращения, которая вращается вокруг одной из осей линейных координат.
Например, токарному обрабатывающему центру, помимо связи двух линейных координатных осей в продольном направлении (ось Z) и поперечном направлении (ось X), необходимо также одновременно управлять связью шпинделя (ось C), вращающегося вокруг оси Z.
картина
(4) Четырехосевая связь: одновременно управляйте тремя линейными координатными осями X/Y/Z, чтобы связать их с определенной осью координат вращения.
(5) Пятиосная связь: помимо одновременного управления связью трех линейных координатных осей X/Y/Z, она также одновременно управляет двумя координатными осями A, B и C, которые вращаются вокруг линейной оси координат. , образуя одновременное управление пятью координатными осями. Две оси связаны, и инструмент можно расположить в любом направлении в пространстве.
Например, инструмент управляется так, чтобы он одновременно поворачивался вокруг осей X и Y, так что инструмент всегда сохраняет нормальное направление к обрабатываемой поверхности контура в точке резания, чтобы обеспечить гладкость обрабатываемую поверхность и повысить точность ее обработки и обработки. эффективность, уменьшая шероховатость обрабатываемой поверхности.
2. Классификация по методу сервоуправления.
1. Станки с ЧПУ с разомкнутым контуром управления.
Сервопривод подачи этого типа станков является разомкнутым, то есть устройство обратной связи отсутствует. Как правило, его приводной двигатель представляет собой шаговый двигатель. Основная особенность шагового двигателя заключается в том, что каждый раз, когда схема управления меняет сигнал управляющего импульса, двигатель поворачивается на один шаг. угол расстояния, а сам двигатель обладает способностью самоблокировки.
Сигнал команды подачи, выдаваемый системой ЧПУ, управляет схемой привода через распределитель импульсов. Он контролирует величину смещения координат, изменяя количество импульсов, управляет скоростью смещения, изменяя частоту импульсов, и управляет смещением, изменяя последовательность распределения импульсов. направление.
Таким образом, основными особенностями этого метода управления являются удобство управления, простая структура и низкая цена. Поток командных сигналов, выдаваемый системой ЧПУ, является односторонним, поэтому нет проблем со стабильностью системы управления. Однако, поскольку погрешность механической передачи не корректируется обратной связью, точность перемещения невысока.
Все ранние станки с ЧПУ использовали этот метод управления, но процент отказов был относительно высоким. В настоящее время, благодаря усовершенствованию схемы управления, он по-прежнему широко используется. Особенно в нашей стране этот метод управления часто используется в общеэкономических системах ЧПУ и ЧПУ-преобразовании старого оборудования. Кроме того, этот метод управления позволяет настроить однокристальный компьютер или одноплатный компьютер как устройство с ЧПУ, что снижает цену всей системы.
2. Станки с замкнутым контуром управления.
Сервопривод подачи этого типа станков с ЧПУ работает по методу управления с обратной связью. В приводном двигателе могут использоваться два типа серводвигателей постоянного или переменного тока, и его необходимо настроить с обратной связью по положению и обратной связью по скорости, чтобы определять фактическое смещение движущихся частей в любой момент во время обработки. Сумма вовремя возвращается обратно в компаратор в системе ЧПУ. Он сравнивается с командным сигналом, полученным в результате операции интерполяции. Разница используется в качестве управляющего сигнала сервопривода, который, в свою очередь, управляет компонентом перемещения для устранения ошибки перемещения.
В зависимости от места установки элемента обнаружения обратной связи по положению и используемого устройства обратной связи он разделяется на два режима управления: полностью замкнутый контур и полузамкнутый контур.
картина
(1) Полное управление с обратной связью
В устройстве обратной связи по положению используется элемент определения линейного перемещения (в настоящее время обычно используется решетчатая линейка), который устанавливается на седле станка, то есть непосредственно определяет линейное смещение координат станка. Благодаря обратной связи можно исключить всю механическую цепь передачи от двигателя до седла станка. ошибка передачи, тем самым обеспечивая более высокую точность статического позиционирования станка.
Однако внутри всего контура управления характеристики трения, жесткость и зазор многих звеньев механической передачи нелинейны, а время динамического срабатывания всей цепи механической передачи очень велико по сравнению со временем электрического срабатывания. Это вносит большие трудности в коррекцию устойчивости всей замкнутой системы, а конструкция и настройка системы также относительно сложны. Поэтому этот метод управления с полностью замкнутым контуром в основном используется для координатных станков с ЧПУ, прецизионных шлифовальных станков с ЧПУ и т. д., которые требуют очень высокой точности.
(2) Полузамкнутое управление.
В обратной связи по положению используются компоненты определения угла (в настоящее время в основном энкодеры и т. д.), которые устанавливаются непосредственно на конце серводвигателя или винта. Поскольку большинство звеньев механической передачи не включены в замкнутый контур системы, достигаются более стабильные характеристики управления. Ошибки механической передачи, такие как винты, не могут быть исправлены в любой момент с помощью обратной связи, но для надлежащего повышения их точности можно использовать методы компенсации фиксированных значений программного обеспечения. В настоящее время большинство станков с ЧПУ используют полузамкнутый режим управления.
3. Станки с ЧПУ с гибридным управлением.
Характеристики вышеуказанных методов управления могут быть выборочно сконцентрированы для формирования гибридной схемы управления. Как упоминалось ранее, поскольку метод управления с разомкнутым контуром имеет хорошую стабильность, низкую стоимость и плохую точность, в то время как метод управления с полностью замкнутым контуром имеет плохую стабильность, чтобы компенсировать друг друга и удовлетворить требования к управлению некоторыми машинами. инструментов, следует использовать гибридный метод контроля.
3. Классификация по функциональному уровню систем ЧПУ.
Системы ЧПУ обычно делятся на три категории: низкая, средняя и высокая. Этот метод классификации широко используется в нашей стране. Поскольку границы низких, средних и высоких оценок относительны, стандарты классификации в разные периоды будут разными. По современному уровню развития различные типы систем ЧПУ по некоторым функциям и показателям можно разделить на три категории: низкого, среднего и высокого класса. Среди них средний и высокий класс обычно называют полнофункциональным ЧПУ или стандартным ЧПУ.
1. Резка металла
Относится к станкам с ЧПУ, в которых используются различные процессы резки, такие как точение, фрезерование, развертывание, сверление, шлифование и строгание. Его можно разделить на следующие две категории:
(1) Обычные станки с ЧПУ: такие как токарные станки с ЧПУ, фрезерные станки с ЧПУ, шлифовальные станки с ЧПУ и т. д.
(2) Обрабатывающий центр: его основной особенностью является библиотека инструментов с механизмом автоматической смены инструмента. После зажима различные режущие инструменты автоматически заменяются, и на каждой обрабатываемой поверхности заготовки на одном и том же станке непрерывно выполняются различные процессы, такие как фрезерование (токарная обработка), развертывание, сверление и нарезание резьбы, например, (фрезерные) обрабатывающие центры и токарные центры. , буровой центр и т. д.
2. Формовка металла
Относится к станкам с ЧПУ, которые используют экструзию, штамповку, прессование, волочение и другие процессы формования. Обычно используемые из них включают прессы с ЧПУ, гибочные станки с ЧПУ, трубогибочные станки с ЧПУ и прядильные станки с ЧПУ.
3. Специальные категории обработки
В основном это проволочные электроэрозионные станки с ЧПУ, формовочные станки с ЧПУ, станки для газовой резки с ЧПУ, станки для лазерной обработки с ЧПУ и т. д.
4. Замеры и чертежи
В основном это трехмерный координатно-измерительный прибор, наладчик инструментов с ЧПУ, плоттер с ЧПУ и т. д.
